Способ подогрева бражки теплом барды посредством промежуточного теплоносителя

Авторы патента:

F28D15/00 - Теплообменные аппараты с промежуточным теплоносителем в закрытых трубах, проходящих внутри стенок или через стенки каналов

C12P7/06 - этанол (как химический продукт)

C12F3/10 - из отходов перегонных заводов

Владельцы патента RU 2553324:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет" (RU)

Изобретение относится к спиртовой промышленности, в частности к способу подогрева бражки теплом барды. Способ включает подачу бражки в трубное пространство одного кожухотрубного теплообменника, при этом барда направляется в трубные пучки другого теплообменника, а межтрубное пространство заполняется жидким теплоносителем (лютером, технологической водой, ректификованным спиртом), который постоянно перекачивается насосом из межтрубного пространства одного теплообменника в межтрубное пространство другого, обеспечивая непрерывную циркуляцию теплоносителя между двумя теплообменниками и теплообмен в системе барда-теплоноситель-бражка. Способ позволяет исключить засорение и необходимость чистки межтрубного пространства теплообменников. 1 ил., 1 табл., 2 пр.

В современных брагоректификационных установках (БРУ) бражка подогревается теплом водно-спиртовых паров одной из колонн в кожухотрубных теплообменниках [Цыганков П.С., Цыганков С.П. Руководство по ректификации спирта. М.: Пищепромиздат, 2001. - 400 с.]. Спиртоводные пары из колонны поступают в межтрубное пространство, где конденсируются, образующаяся при этом флегма стекает по внешним стенкам трубок и внутренним стенкам кожуха дефлегматора навстречу поднимающимся парам. Кожухотрубные подогреватели бражки обычно устанавливаются над бражной колонной (установки косвенного действия), ректификационной или эпюрационной (установки прямого и полупрямого действия). Описанным выше способом удается нагреть бражку до температуры 70-85°C (в аппарате косвенного действия, работающего под атмосферным давлением), что явно недостаточно, поскольку подача недогретой бражки приводит к конденсации пара на верхних тарелках колонны, увеличивает нагрузку по жидкой фазе, снижает производительность колонны, повышает расход греющего пара.

Наиболее близким к предлагаемому решению следует считать способ подогрева бражки теплом лютерной воды [Патент РФ №2409674 Способ получения ректификованного спирта / Перелыгин В.М. опубл. 20.01.2011]. Для этой цели используется горизонтальный кожухотрубный теплообменник, в трубное пространство которого подается бражка из бродильного отделения, а в межтрубное поступает жидкость, выходящая из кубовой части ректификационной колонны.

На ряде спиртовых заводов используется способ подогрева бражки теплом барды, для чего применяются стандартные спиральные и кожухотрубные теплообменники. При этом либо барда, либо бражка, подаваемые в межтрубное пространство и содержащие большое количество твердых включений и взвесей, приводят к быстрому засорению аппарата и, как следствие, к потере эффективности теплообмена, частым остановкам на чистку и обслуживание (процесс очистки межтрубного пространства кожухотрубных теплообменников требует полной их разборки в заводских условиях квалифицированным персоналом) и последующему быстрому выходу аппарата из строя, поэтому использование стандартных кожухотрубных теплообменников в качестве подогревателей типа «барда-бражка» не представляется целесообразным.

Предлагаемый способ нагрева бражки промежуточным теплоносителем лишен указанных недостатков. Устройство (фиг.1), предназначенное для этой цели, представляет собой два кожухотрубных теплообменника, межтрубное пространство которых заполнено жидким теплоносителем (вода, этанол, лютер и т.п.); в трубном пространстве одного движется барда (бражной теплообменник) (поз.1), другого - бражка (бардяной теплообменник) (поз.2). Межтрубные пространства двух указанных теплообменников соединены трубопроводами (поз.4, 5, 6). Жидкий теплоноситель постоянно перекачивается насосом (поз.3) посредством всасывающего (поз.4) и нагнетающего (поз.5) трубопроводов из межтрубного пространства бражного теплообменника (поз.1) в межтрубное пространство бардяного теплообменника (поз.2), откуда по соединительному трубопроводу (поз.6) возвращается обратно в бражный теплообменник (поз.1). Тем самым обеспечивается непрерывная циркуляция теплоносителя между двумя теплообменниками.

Горячая барда из куба бражной колонны посредством трубопровода (поз.10) подается в распределительную камеру бардяного теплообменника (поз.2). Откуда по трубам его трубного пучка попадает во вторую распределительную камеру, расположенную с противоположной стороны, и далее выводится из системы по трубопроводу (поз.9). Барда, продвигаясь по трубному пучку, отдает свое тепло промежуточному теплоносителю, находящемуся в межтрубном пространстве. Нагретый теплоноситель направляется в межтрубное пространство бражного теплообменника (поз.1), где отдает свое тепло поступающей в его трубный пучок посредством трубопровода (поз.7) бражке, подаваемой из бражного отделения. Подогретая бражка выводится из распределительной камеры бражного теплообменника (поз.1) по трубопроводу (поз.8) и далее подается в колонно-теплообменную систему бражного узла БРУ. Обвязка обоих теплообменников должна производиться «по принципу противотоков», что увеличит их эффективность.

Основным достоинством данного способа является то, что и бражка и барда движутся только по трубам трубных пучков теплообменников, что уменьшает засорение аппарата, а значит увеличивает интервал между остановками аппарата на техническое обслуживание и чистку, сокращая при этом временные затраты на него. При этом чистка межтрубного пространства не требуется, так как оно заполнено жидким неагрессивным теплоносителем, не содержащим солей жесткости и твердых включений. Все оборудование подогрева бражки бардой может быть размещено на нулевой отметке цеха брагоректификации, что упрощает как его монтаж, так и последующую эксплуатацию.

Примеры.

Пример 1. Ректификованный спирт получают согласно прототипу на четырехколонной схеме косвенного действия.

Пример 2. Ректификованный спирт получают согласно предлагаемому способу.

Как следует из приведенных примеров (табл.), применение предлагаемого устройства в системе брагоректификации позволяет получать ректификованный спирт лучшего качества и с меньшими энергозатратами по сравнению с известным способом.

Таблица
Показатели процесса брагоректификации в расчете на абсолютный спирт	Пример 1	Пример 2
Расход пара на бражную колонну	23	19
Температура бражки на входе в колонну	80	90
Концентрация органических кислот в конечном продукте, мг/дм³	7,0	4,0
Дегустационная оценка готовой продукции	9,1	9,6

Способ подогрева бражки в двух кожухотрубных теплообменниках теплом барды, предусматривающий подачу бражки в трубное пространство одного из теплообменников, отличающийся тем, что барда из бражной колонны брагоректификационной установки направляется в трубные пучки другого теплообменника, межтрубное пространство теплообменников заполняется жидким теплоносителем (лютером, технологической водой, ректификованным спиртом), который постоянно перекачивается насосом из межтрубного пространства одного теплообменника в межтрубное пространство другого, обеспечивая теплообмен в системе барда-теплоноситель-бражка.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для передачи теплоты на значительные расстояния при малом температурном напоре. Магнитожидкостная тепловая труба, содержащая частично заполненный теплоносителем - магнитной жидкостью герметичный цилиндрический корпус с зонами испарения, конденсации и транспортировки, фитиль, расположенный на внутренней стенке корпуса, артериальный электромагнитный фитиль, жестко закрепленный внутри корпуса соосно с ним, состоящий из защитного корпуса, корпуса-основы из немагнитного материала, предназначенного для намотки поверх него нескольких отделенных друг от друга диэлектрическими разделительными шайбами электромагнитных катушек индуктивности, создающих внутри артериального фитиля, соединяющего торцевые стенки магнитожидкостной тепловой трубы, размещенного в корпусе-основе, бегущее в сторону зоны испарения магнитное поле, направленное вдоль оси магнитожидкостной тепловой трубы.

Способ теплопередачи и антигравитационная бесфитильная тепловая труба // 2539167

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в системах аккумулирования теплоты и холода, например в антигравитационных бесфитильных тепловых трубах.

Теплообменник и оснащенный им кондиционер // 2509969

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках для кондиционеров. Предложен теплообменник, в котором в трубке подачи газа и трубке подачи жидкости блока соединительных трубок соединительные части, в которых алюминиевые трубки (первые трубки для хладагента: трубки для хладагента, сформированные из алюминия или алюминиевого сплава) и медные трубки (вторые трубки для хладагента: трубки для хладагента, сформированные из меди или медного сплава), соответственно, соединяются друг с другом, располагаются в ниспадающих частях алюминиевых трубок.

Испаритель-конденсатор с промежуточным хладоносителем // 2509281

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано как испаритель-конденсатор в каскадных холодильных установках. В испарителе-конденсаторе каскадных холодильных машин, состоящем из двух змеевиковых теплообменников, соединенных между собой теплопроводящими ламелями, закрепленных на общей раме, змеевики погружены в промежуточный жидкий хладоноситель, содержащийся в теплоизолированном корпусе.

Способ автоматического регулирования теплопровода радиатора на базе контурной тепловой трубы // 2505770

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к контурным тепловым трубам, и может быть использовано при создании регулируемых радиационных теплообменников космических аппаратов.

Теплообменник металлический системы отопления помещения // 2493524

Изобретение относится к конструкции теплообменника, в частности к теплообменнику металлическому системы отопления помещения. Теплообменник содержит трубопровод в виде стенки сквозной полости с внешней поверхностью, концевыми участками, а также внешние элементы теплопередачи, которые закреплены к одному концевому участку.

Способ изготовления теплообменника металлического системы отопления помещения // 2493523

Изобретение относится к технологии изготовления элементов системы отопления жилых и других зданий и может быть использовано при изготовлении теплообменника металлического системы отопления помещения.

Способ изготовления теплообменника металлического системы отопления помещения // 2486424

Изобретение относится к технологии изготовления элементов системы отопления жилых и других зданий, в частности к способу изготовления теплообменника металлического системы отопления.

Теплообменник металлический системы отопления помещения // 2486423

Изобретение относится к конструкции элементов системы отопления помещения, в частности к теплообменнику металлическому, и может быть использовано при изготовлении системы отопления помещения.

Контурная тепловая труба // 2473035

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к контурным тепловым трубам, и может быть использовано в различных системах терморегулирования, в том числе в составе космических аппаратов для эффективного отведения тепловых потоков от твердых тепловыделяющих поверхностей, а также от жидких и газообразных сред.

Способ получения этанола // 2553220

Способ предусматривает получение этанола путём вываривания этилового спирта из бражки в бражной колонне, очистки бражного дистиллята от головных и промежуточных примесей в эпюрационной колонне, работающей по методу глубокой гидроселекции, ректификации эпюрата в спиртовой колонне, выделения примесей в колонне окончательной очистки, работающей в режиме повторной эпюрации, очистки фракций, содержащих головные примеси и метанол, в колонне концентрирования головных примесей.

Эффективный гидролиз лигноцеллюлозы, совмещенный с выработкой ферментов // 2550265

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложен способ деградации предварительно обработанной лигноцеллюлозной биомассы, а также способ деградации лигноцеллюлозной биомассы.

Стабилизированный диоксид хлора для сохранения углеводного сырья // 2549101

Изобретение относится к способам сохранения углеводного сырья от микроорганизмов. Осуществляют контакт углеводного сырья при единичной операции.

Способ получения этилового спирта и белкового продукта из зернового сырья // 2542389

Изобретение относится к способу получения этилового спирта и белкового продукта из зернового сырья. Способ предусматривает измельчение зернового сырья, его экструдирование и ферментативный гидролиз в одной экструзионно-гидролитической установке с подачей воды и ферментных препаратов, осахаривание и спиртовое брожение.

Вектор для нокаута гена ацетаткиназы в clostridium thermocellum, клетка-хозяин, генетически модифицированный микроорганизм clostridium thermocellum, способ получения такого микроорганизма и способ преобразования лигноцеллюлозной биомассы в этанол. // 2541785

Изобретения относятся к области биотехнологии и касаются вектора, клетки-хозяина, содержащего вектор, генетически модифицированного микроорганизма Clostridium thermocellum, способа получения такого микроорганизма и способа преобразования лигноцеллюлозной биомассы в этанол.

Способ получения ректификованного спирта // 2540009

Способ предусматривает перегонку бражки в брагоэпюрационной колонне с конденсацией части эпюрированного водно-спиртового пара в дополнительном бражном подогревателе, подачу в куб колонны предварительной очистки водно-спиртового пара из основного бражного подогревателя и направление в среднюю зону этой колонны конденсата из конденсатора сепаратора диоксида углерода, концентрирование головных примесей на тарелках этой колонны и в ее дефлегматоре и отбор фракции головных примесей из конденсатора колонны предварительной очистки.

Контроль бактериального заражения в процессах спиртовой ферментации // 2539792

Группа изобретений относится к контролю микробной контаминации в процессе спиртовой ферментации. Предложена противомикробная композиция, включающая от 1% до 5% по массе противомикробного агента семейства гуанидиновых, представляющего собой поли(гексаметилбигуанид); от 0,05% до 0,5% по массе антибиотика; и от примерно 94,5% до примерно 98,95% по массе поверхностно-активного вещества.

Способ получения ректификованного спирта // 2539743

Способ предусматривает перегонку бражки в бражной колонне, эпюрацию бражного дистиллята с использованием гидроселекции в эпюрационной колонне, имеющей два дефлегматора, ректификацию эпюрата, очистку ректификованного спирта от метанола и головных примесей в колонне окончательной очистки и колонне концентрирования метанола и головных примесей.

Способ и система для получения продуктов, включающих спирты и/или кислоты, при микробиологической ферментации // 2539027

Изобретения относятся к области биотехнологии, а именно к способу и системе для получения одного или более продуктов, включающих спирты и/или кислоты, с помощью микробиологической ферментации.

Штамм бактерии geobacillus stearothermophilus - продуцент биоэтанола // 2534880

Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии. Предложен штамм бактерий Geobacillus stearothermophilus ВКПМ В-11691 - продуцент биоэтанола.

Способ получения порошкообразного продукта из фильтрата спиртовой барды // 2514666

Изобретение относится к обработке спиртовой барды и может быть использовано в пищевой, комбикормовой и других отраслях промышленности. Способ предусматривает грубое и тонкое разделение барды в двух установленных параллельно сепараторах и фильтрах тонкой очистки, каждый из которых периодически работает в режиме разделения с отводом кека и получением фильтрата и в режиме противоточной регенерации фильтрующих элементов.